Назначение компрессорной станции Устройство компрессорного цеха 4

2. Устройство компрессорного цеха

Компрессорный цех представляет собой совокупность общецеховых систем, которые обеспечивают эксплуатацию газоперекачивающих агрегатов, всего общецехового оборудования, а также нормальные условия работы обслуживающего персонала. На каждую систему компрессорного цеха должен заполнятся эксплуатационный формуляр.

Эксплуатационный формуляр- это документ, который включает:
- исполнительную схему системы;
- акт о приемке системы в эксплуатацию;
- паспорт на оборудование;
- журнал особых замечаний по эксплуатации, отказам и авариям;
- журнал учета обслуживания и ремонтов оборудования систем.
Все системы компрессорного цеха в установленные сроки проходят гидравлические и другие необходимые испытания, а также осмотры и проверки. Арматура и трубопроводы систем окрашены в соответствии с требованиями, заземлены, защищены от механических повреждений, вибрации и коррозии.
Компрессорный цех включает в себя следующее основное оборудование и системы:

• 
  газоперекачивающий агрегат;
  
• 
  систему оборотного водоснабжения и охлаждения масла;
  
• 
  систему маслоснабжения;
  
• 
  систему технологического газа;
  
• 
  систему топливного и пускового газа;
  
• 
  систему импульсного газа;
  
• 
  систему пожаробезопасности;
  
• 
  систему вентиляции и отопления;
  
• 
  комплекс средств контроля и автоматики;
  
• 
  систему электроснабжения;
  
• 
  систему промышленной канализации;
  
• 
  грузоподъемные механизмы.
  

3. Технологическая схема группы ГПА с центробежными полнонапорными нагнетателями

Рассмотрим технологическую схему группы ГПА с несколькими полнонапорными нагнетателями. Основными элементами технологической схемы являются:

• 
  группа ГПА 1 и 2;
  
• 
  блок очистки газа от механических примесей и капельной влаги 3;
  
• 
  блок охлаждения 4 газа – аппараты воздушного охлаждения;
  
• 
  узел шестых кранов 5;
  
• 
  узел подключения КС к газопроводу 6;
  
• 
  узел очистки газопровода с камерой приема очистного поршня 7 и камерой запуска очистного поршня 8;
  
• 
  система сбора конденсата 9;
  
• 
  система очистки ГСН 10;
  
• 
  система подготовки пускового, топливного и импульсного газа 11.
  

Система технологического газа цеха предназначена для:

• 
  приемки технологического газа из магистрального газопровода и подачи его к центробежным нагнетателям;
  
• 
  очистка технологического газа от механических примесей и капельной влаги;
  
• 
  охлаждение технологического газа после компримирования;
  
• 
  подачи технологического газа после его компримирования и охлаждения в магистральный газопровод;
  
• 
  регулирования загрузки ГПА компрессорного цеха путем перестроения схем работы ГПА и изменение частоты вращения ГПА;
  
• 
  вывод ГПА на станционное “кольцо” и их загрузку при пуске и разгрузку при остановке;
  
• 
  сброс газа в атмосферу из всех технологических газопроводов компрессорного цеха.
  

Рассмотрим основные элементы технологической схемы. Группа ГПА состоит, как правило, из газотурбинных установок: шести ГТК-10-4, одной ГТУ-12П ”Урал” и одной ГТУ-16Р “Урал”, пяти нагнетателей 235 и трех 235 СПЧ 1.45-76 6500 ПГ соединенных последовательно по газу с помощью крановой технологической обвязки. Расчетная степень сжатия в этой схеме обеспечивается одним работающим нагнетателем. Степень сжатия одного (полнонапорного) нагнетателя составляет 1,4 – 1,5.
Блок очистки технологического газа (площадка пылеуловителей ПУ) 3 предназначен для очистки транспортируемого газа от механических примесей (песка, окалины, продуктов коррозии) и капельной влаги перед поступлением его в нагнетатели. В компрессорном цехе предусмотрена двухступенчатая система очистки газа. Первая ступень – шесть пылеуловителей циклонного типа, после которых газ идет на компримирование, вторая ступень – газ отбирается в систему подготовки пускового, топливного и импульсного газа, где очищается на фильтрах – сепараторах. Число аппаратов, устанавливаемых на площадке компрессорного цеха, зависит от его производительности и проектной пропускной способности аппаратов, которая определяется по данным заводов - изготовителей.
Все аппараты оборудуются системой сбора уловленных из технологического газа примесей и капельной влаги (сбор дренажа). Сбор дренажа из пылеуловителей может производится автоматически через определенные промежутки времени по мере заполнения сборников дренажа или вручную эксплуатационным персоналом.
Блок охлаждения газа 4 предназначен для охлаждения технологического газа, нагреваемого в процессе компримирования в нагнетателях. Блок обеспечивает поддержание температуры газа на выходе из компрессорного цеха в заданных значениях. Это обстоятельство обеспечивает длительную работоспособность изоляционных покрытий самого газопровода, что способствует увеличению срока его работы. Блок охлаждения газа состоит из аппаратов воздушного охлаждения, которые разбиты на шестнадцать секций и технологической обвязки с необходимой запорной арматурой.
Узел шестых кранов 5 выполняет следующие функции:

• 
  обеспечивает включение (загрузку) группы ГПА в трассу после их запуска;
  
• 
  осуществляет так называемое антипомпажное регулирование для защиты ЦБН от помпажа при различных технологических режимах работы компрессорного цеха;
  
• 
  проводит отключение ГПА от режима работы в трассу и переход на режим “кольцо”, при этом, за счет охлаждения газа в АВО, режим работы ГПА на “кольцо” может осуществляться сколько угодно долго;
  
• 
  обеспечивает минимально необходимую степень повышения давления в ЦБН при его работе до загрузки в трассу. Это требование предусматривается заводом – изготовителем и определяется допустимой нагрузкой на опорно-упорные подшипники нагнетателя для исключения их разрушения.
  

Узел шестых кранов 5 состоит из нескольких последовательно соединенных кранов одного диаметра. Эти краны носят название режимных. Их устанавливают на специальных перемычках между выходными газопроводами после АВО газа и входными газопроводами до крана №7. При открытых шестых кранах, газ после нагнетателя поступает практически на вход пылеуловителей. Кран №6д выполняет функции дросселя, т.е. ограничивает расход газа по кольцу шестых кранов при работе ГПА. После открытия на определенную величину кран фиксируется в этом положении. Кран №6, имеет диаметр 700 мм и обязательно имеет обводной регулирующий кран №6р. Этот кран используют при небольших изменениях расхода газа через ЦБН. Он обеспечивает по преимуществу необходимую удаленность режима нагнетателя от зоны помпажа. Помпаж наступает при работе ГПА с заданной частотой вращения ротора нагнетателя при уменьшении объемного расхода через него ниже минимально допустимого уровня. Включение в работу крана №6р обеспечивает необходимое увеличение объемного расхода газа через ЦБН.
Работа ГПА в зоне помпажных режимов не допускается.
Узел подключения КС к магистральному газопроводу обеспечивает поступление газа в компрессорный цех по входному газопроводу (всасывающему шлейфу) и подачу его в газопровод после компримирования по выходному шлейфу. Узел подключения включает краны №7, №8, №20, свечные краны №17, №18, узел режимных кранов.
Входной кран №7 предназначен для подачи технологического газа в цех, и его постоянное положение – открыто. Входной кран имеет обводной кран №7р с дросселем. Предназначен для заполнения всей системы технологического газа компрессорного цеха. Только после выравнивания давления в магистральном газопроводе и технологических коммуникациях цеха (с помощью крана №7р) проводится открытие крана №7. Это делается во избежании гидравлического удара, который был бы возможен при открытии крана №7 без предварительного заполнения технологических коммуникаций цеха.
Выходной кран №8 предназначен для подачи газа после его компримирования и охлаждения в магистральный газопровод. Выходной кран также имеет обводной кран №8р и дроссель. Перед краном №8 устанавливают обратный клапан. Его предназначение – предотвратить обратный поток газа со стороны газопровода высокого давления при возможной неисправности крана №8. Этот поток газа, если он возникает, приведет к обратной раскрутке ЦБН и ГПА с тяжелыми последствиями (что наблюдалось в практике ряда КС).
Секущий кран №20 (его диаметр всегда соответствует диаметру магистрального газопровода) обеспечивает нормальную работу цеха при компримировании газа. Он как бы рассекает газопровод на части низкого и высокого давлений. При работе компрессорного цеха кран №20 всегда закрыт и с одной стороны у него давление всасывания (со стороны крана №7), а с другой стороны давление нагнетания (со стороны крана №8). При открытом положении крана газ проходит транзитом, минуя компрессорный цех. При этом краны №7 и №8 и их обводные линии должны быть закрыты, препятствуя попаданию газа в технологические коммуникации цеха.
Свечные краны №17 и №18 предназначены для сброса газа в атмосферу из всех технологических коммуникаций компрессорного цеха при любых аварийных остановках цеха (при этом краны №7 и №8 закрываются). Их также используют для продувки технологических коммуникаций при заполнении их газом.
Кран №6 с обводным краном №6р устанавливают на перемычке между входным и выходным газопроводом цеха. Его можно использовать для перепуска потока газа цеха без выхода ЦБН на режим “кольцо”.
Узел приема 7 и запуска 8 очистного поршня предназначен для приема очистного поршня, запущенного в магистральный газопровод на предыдущей КС, а также запуска поршня по магистральному газопроводу по ходу газа в сторону последующей КС. Конструктивное выполнение узла приема и запуска поршня предусматривает проведение технологических операций по приему или запуску поршня независимо друг от друга, и обеспечивается крановой обвязкой этого узла.
В процессе транспортировки газа из него в полость трубы выпадают механические примеси и капельная влага (в виде конденсата или воды). Постепенно их накопление по длине трубы приводит к возрастанию гидравлического сопротивления при движении потока газа. Это вызывает уменьшение пропускной способности газопровода, перерасход топливного газа газотурбинными агрегатами КС. Поэтому запуск поршня проводят периодически
для удаления скопившихся механических примесей и влаги . В результате пропуска поршня обеспечивается увеличение до проектной пропускной способности газопровода ).
Краны №19 и №21 носят название охранных и являются и обязательными для любой КС. Их назначение – отключение всей КС в аварийных ситуациях на ней (в частности, при авариях в районе узла подключения).
Технологическая схема функционирует следующим образом. Газ из магистрального газопровода через кран №7 по всасывающему шлейфу поступает во входной распределительный коллектор площадки пылеуловителей 3. Из распределительного коллектора газ направляется в пылеуловители, где происходит его очистка от механических примесей и влаги. Очищенный технологический газ из выходного коллектора блока пылеуловителей по трубопроводу через кран №1 поступает в ЦБН. В центробежном нагнетателе технологический газ сжимается до выходного давления КС. Затем он через кран №2 и участок трубопровода поступает в распределительный коллектор блока 4 АВО газа. Из этого коллектора газ направляется в трубные пучки секций аппаратов воздушного охлаждения. В них газ охлаждается до расчетной (допустимой по режиму) температуры и через выходной сборный коллектор, выходной шлейф и кран №8 поступает в магистральный газопровод. Процесс компримирования – завершен. Затем следует повторение.
При нормальной работе АВО газа перепускной кран №3-1, как правило, закрыт. Он необходим в основном для выполнения ремонтных работ в блоке АВО. Кроме того, каждый аппарат блока может быть отключен кранами с ручным управлением, установленным на его входе и выходе.
Существуют некоторые режимы работы ЦБН, когда положение кранов в системе технологического газа отличается от режима работы на магистральный газопровод (основного режима ЦБН).
Рассмотрим режим загрузки нагнетателей в трассу. В этом режиме газ после АВО по трубопроводам блока шестых кранов (кран №6 открывается дистанционно со щита управления, а кран №6р открыт всегда) поступает на вход блока пылеуловителей. Образуется, так называемое, рециркуляционное кольцо. Компримируемый газ в этом случае также охлаждается в АВО газа, чем обеспечивается расчетная температура газа на входе в ЦБН. Кран №20 при таком режиме работы ЦБН открыт, краны №7 и №8 при этом могут быть закрыты. Подпитка газом технологического контура может осуществляться через открытый кран №7р.
Режим работы нагнетателей на рециркуляционном контуре всегда предшествует загрузке в трассу. При этом происходит сначала открытие кранов №7 и №8, а затем закрытие кранов №20 и №6.
Рассмотрим режим нормальной остановки. Такая остановка характеризуется обязательным выводом работающей группы ЦБН на рециркуляционное кольцо, постепенной разгрузкой ГПА и отключением его от технологических коммуникаций (такой режим возможен при выводе нагнетателей в ремонт или для профилактических осмотров). Вывод на режим рециркуляционного кольца обеспечивается через открываемый в процессе нормального останова кран №6. При этом происходит открытие крана №20, закрытие кранов №7, №8 и открытие свечных кранов №17, №18 для выпуска газа в атмосферу из технологических коммуникаций.